JPS59120296A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この本発明しま水処理装置、より詳細には竪型曝気槽を
備えた水処８！装簡に関する。

下水、工場排水を生物学的に処理浄化するだめの装置と
・して、所謂デイーブンャフト方式による水処理装置が
知られている。この装ｊ１ｔは５０〜１５０ｍの深さを
もつ竪型の曝気槽（ディープシャフト）を有し、この竪
型曝気槽は相の上れｉＸ及び下部で連通する上昇流路及
び下降流路をイ「し、且つこの６ｉｔ路Ｖこ散気装置を
配したものであり、混合液（１−被処理原水十活性汚泥
」以下同様と１−ろ）′を［・降流路から上昇流路に循
環させ生物学的処理を行うものである。ところで、この
ような竪捜曝気槽の処理容量は、汚濁濃度と水五）、の
積としての汚濁負荷の最大値に基づいて設定する必要が
ある。止た、混合液における汚濁負荷は、例えば都市Ｆ
水７．［どの場合、季節的に大幅に変化し、まだ工場排
水の場合てはミ操業の有無等に応じて島ミ済的に大幅に
変化する３、従って、汚濁負荷が低下すれば、それに応
じて混合液の槽内における絶対循環ｊ４を少なくして処
理を行えばよい訳であるが、生物学的処理を継続させる
ためには、含酸素ガスを下降流路で」１昇させない速度
を眼界にして混合液を：循環流動させる必要があり、こ
のため処理容量の大きい装置で１よ”、汚濁負荷の大幅
な低下にかかわちず心太以上の量の混合液を循環させな
げればならず、このための動力の無駄な消費が極めて不
経済であった。このようなことから大容量の竪型曝気槽
の代わりに、これよりも小さい容葉の２つの竪型曝気槽
を直列に接続した形式の装置が特開昭５５−１、３９８
９８号として提案されている。この装置は２つ６竪型曝
気槽を適宜に使い分けることにより汚濁負荷に対応した
処理を行うというものであり、装置の臀済運転を會うこ
とができるという利点を有して□いる。本発明者等は先
に、このような特開昭５５−１．３９８．９８号の内容
を更に一歩推し進め、建設コスト面や処理効率面でも大
きな態別が得られる水処理設備として特願昭５７−１３
８４７８号を提案した。この水処理設備は、第１の竪型
曝気槽、第２の竪型曝気槽及び浮上槽からなり、第１の
竪型曝気槽を浅く第２の竪型曝気槽を深（構成【−５こ
れら雨曝気槽を混合液が第１の竪型１県気槽上部から第
２の竪型曝気槽にオーバーン１：、１−Ｌ得るよう、に
直列的に接続し、前記浮上槽への流出ｉ曽の流入口を第
２の竪型曝気槽の上昇流路の途中に位置せしめ、第１の
竪型曝気槽と第２の竪型曝気槽にそれぞれ被処理原水と
浮上槽からの返送汚□泥とを供給する供給系を設け、こ
れら供給系には第１の竪型曝気槽及び第２の竪型１１ｂ
９気槽に対して択一的に被処理原水及び返送汚泥を供給
しに４ｉる流路切換機構を付設したもので、ｌ記者１．
ｌｉｉ昭５５−１３９８９８号に較べ混合液の負荷変動
に応じて経済的な運転が可能であり、しかも処理能力を
十分確保しつつ第１の槽を浅く構成せしめる□ことがで
きるので、槽の赫ざに太き（依存する′建設コストを低
減させることができるという利点を有している。ところ
で上記先願で採用されている浮上　　　：僧は、曝気槽
で処理を終えた液の活性汚泥を浮上　　　　□分離によ
り回収するためのもので、その原理は、曝気槽内での散
気によって液中に溶存していた気体が、微細な気泡とな
って活性汚泥に付着し、汚泥に浮力を働せることを利用
したものである。そして、上記本発明者等の提案にがか
る先願では、特開昭５６−１１１０．９３号と同様、曝
気槽内から浮上槽への処理水の抜き出しを槽上部ではな
く槽の上昇流路途中、即ち溶存気体量が多い状態にある
槽の深い位置で行うことにより、汚泥の浮上性能を確保
するようにしている。しかしこのような方式には次のよ
うな問題点がある。ＩＩＩ］ち、曝気槽上部のヘッドタ
ンクが開放型の場合、該ヘッドタンク及び浮上槽に水を
満した状態では一両者の水面は同一レベルでバランスし
ており、上昇流路内の流出導管の流入口の位置において
、上昇流路側の静水圧と、流出導管から浮上槽に至るま
での静水圧とがバランスしている。しかし、散気装置を
通じて槽内に散気を開始すると、散気による空隙の発生
のため上昇流路側の混合液の見掛は密度が小さくなり、
このため、、上記流出導管の流入口位置における静水圧
のバランスが崩れてしま、い、浮上槽側から曝気槽側に
水が逆流するという現象が住じてしまう。また散気を停
止した場合には空隙が消滅するため、上昇流路側の混合
液のみかげ密度が大きくなり、曝気槽側から浮」二槽側
−＼水力を流出′１−る結果となる、 本発明はこのような問題点を解消すべく創案されたもの
で、その基本的特徴とするところは、第１の竪型曝気槽
、第２の竪型曝気４１！及び浮上槽からなり、第１の竪
型曝気槽を浅（、第２の竪型曝気（′１コを深く構成す
るとともに、該第２σ）竪型暖気槽のヘッドタンクを密
閉型に構成し、かかる雨曝気槽を混合液が第１の竪型曝
気槽上部から第２σ）竪型曝気槽にオーバーフローし得
るように「土列的に接続し、前記浮上槽への流出導管の
流入口を第２の竪型曝気槽の上昇流路の途中に位置・（
七しめ、第１の竪型曝気槽と第２の竪型曝気槽にそれぞ
１＋。

被処理原水と浮上槽からの返送汚泥を供給する供給系を
設□け、これら供給系には第１の竪型曝気槽及び第２の
竪型曝気槽に対して択一的に被処理原水及び返送汚泥を
供給し得る流路切換機構を付設し、第２の竪型曝気槽の
ヘッドタンクにエア抜き管を設け、該エア抜き管の先端
部を８ｉ！′１の竪型曝　　　□気槽内に没入せしめた
点にある。

混合液の汚濁基質濃度が高い範囲では、活性汚泥の基質
分解速度が大きく、その場合には液中の酸素濃度が高（
な（ても微生物の１投素吸収速度を大きく保つことがで
きるため見掛けの基質分解速度が増加し、効率的な処理
が行える。一方、混合液の基質濃度が小さくなり、処理
水に近い状態まで浄化されろと、微生物体内での基質分
解速１皮が小さくなり、見掛けの基質分解速度を太き（
するためには液中の酸累濃度ケ高めなげればならず、こ
のためには槽を深くす、７；）ことによって溶存酸素量
を増加させる手段が有効となる。

本発明者等は先にこのような２つの要素を利用し、しか
も活性汚泥の回収・分離機構として特定のものを用いる
ことにより、従来装置と同様の処理能力汲び負荷変動対
応性を維持したまま、曝気槽建設上の負担を合理的に軽
減でとる装置を提案したものである。１即ち、この装置
の％徴は−２つの竪型曝気槽を直列に接続させる方式に
おける入側の曝気槽（第１の槽）では、汚濁基質濃度が
高いので槽を深（して溶存酸素濃度を冒＜シフよくても
見掛けの基質分解速度を高くできることがら、これを浅
い曝気槽とし、また出倶ｊの曝気槽（第２の槽）では、
汚濁基質濃度か低いため溶存酸素量を多く必要とすると
ころから、高い溶存酸素濃度が得られる深い曝気槽とし
、しかも特に、処理水の槽外への排出及び活性汚泥分離
のための機構として、高湿度の活性汚泥を回収してこれ
を曝気槽に供給することができる特開昭５６−１１１０
９３号にみられるような方式による流出導管及び浮」二
種を採用することにより、装置全体の処理能力を確保し
つつ、入側の槽（第１の槽）における建設上の負担を合
理的に軽減し得ろようにしたものである。本発明は、こ
のような先願発明を基本とし、さらに浮上槽側から曝気
槽側への液の逆流等を防止し得るようにしたものである
。

以下、本発明を図面に示すものについて説明する。第１
図は本発明の基本構成を示すもので、１は第１の竪型曝
気槽、２は第２の竪型曝気槽、３は浮上槽であり、第１
の槽１と第２の槽２とは、第１の槽１上部から第２の槽
２に混合液がオーバーフローし得るよう直列的に配設さ
れている。

上記第１の竪型曝気槽１は上池開放型の〜ラドタンク４
、下降流路５及び上昇流路６を備えている。この曝気槽
１は上記第２の槽２よりも浅く構成されている。下降流
路５及び上昇流路６ては散気装置γ、γ′が配設され、
液中ＶＣ酸素含有ガスを供給する。上昇流路６の散気装
置γ′はその上部の流路をエアリフトポンプと口て作用
させる。

上記第２の竪型曝気槽２はヘッドタンク８、下降流路９
及び上昇流路１０を備えている。この曝気槽２は液中の
溶存酸素量を太き□（取るため深く構成され、第１の槽
と同様、下降流路９及び上昇流路１０の途中に散気装置
１１，１１′が配設されている。散気装置１１′はその
上部め流路を亜アリフトボンブとして作用させる。　　
　　　□上記ヘッドタンク８は密閉型に構成されるとと
もに、その上部にエア抜き管１６が接続されている。そ
して、エア抜き管１６は第１の曝気槽側に延出し、先端
側が下向きに曝気槽１内に没入している。このエア抜き
管１６は第１の曝気槽の混合液中に所定の水深で没入せ
しめらハ、る。このようにヘッドタンク８を密閉型とす
るとともにエア抜き管１６を設けることにより、ヘッド
タ／り８内にはエア抜き管１６先端の水深和尚の背圧が
かかり、この背圧によって曝気槽２側の静水圧の減少分
を補償することができる。従って、エア抜き管１６の曝
気槽１に対する没入の程度、詳細には、曝気槽混合液中
におけるエア抜き管１６先端の水深Ｈは必要とされるヘ
ッドタンク８内背圧に応じて決められる。例えば５ｍ水
柱の圧力が欲１〜い場合（ｆこは、上記水□深ｆ（は５
ｍに設定される。

上記エア抜き管１６の先端は第１の曝気槽１の上昇流路
６か、少（とも上昇流路の上部域のヘッドタンク４内に
位置せしめることが好しく。前記したように、本発明が
対象とするような竪型曝気槽では、」１昇流路における
散気しζよるニアリフｌ効果により構内で混合液を循環
せしめるものでｈｙす、上記エア抜ぎ管１６の先端を」
１昇流路６中に位置せしめることにより、上記散気と同
様の工・アリフト効果が期待でき、混合液の循環が促進
されるからである。

なお、ヘッドタ／り８がこのように密閉型であることに
伴い、槽内の混合液が散気装置１１　、１１’から放出
される酸素含有ガスによりカロ圧され、その酸素溶存濃
度が高められ、微生物による浄化作用を活発化させるこ
とができる。

また上記浮上槽３は活性汚泥を処理水から浮上分離さぜ
これを回収づ−る機能を有１−るものであり、前記第２
の槽２から流出導管１２が導かれ、且つその流出導管１
２の流入口は第２の槽の上昇流路１０の途中に位置せし
められている。上記浮上槽３は、曝気槽内で液中に溶存
していた気体が、微細な気泡となって汚泥に付着し、汚
泥に浮力を働かせることを利用するものであり、このた
め流出導管１２の流入口を上昇流路１０の途中に位置せ
しめ、処理水を溶存気体量が未だ多い状態で浮上槽３に
流出せしめるものである。なお、一般にこの浮上槽３は
槽内に沈降した活性汚泥を回収するための機能をも備え
ている。

第１の槽１及び第２の槽２にはそれぞれ原水を供給し得
るようになっている。本発明では、基本的に汚濁負荷が
大きい場合に（ま両槽を用（・、まプこ汚濁負荷が小さ
い場合Ｖこは第２の槽２を川（・ろものであり、従って
＝ｉ＋者の場合には第１σ）槽１Ｖこ、また後者の場合
には第２の槽にそれぞれ原水が供給され得るようになっ
ている。」万こ、θｊ４上（φ’ｌ　３　’Ｃ”回収さ
れた返送汚泥も第１及び第２の槽１及び２にそれぞれ供
給され得るように／：仁って（・る。従１）で、これら
原水及び返送汚泥の供給系（ｌこば、両槽のいずれかに
対してそれらを択一的に供給（７缶ろようにするための
流路切換機構（図示せず）力・旧設されている。

本発明における竪型曝気槽の深さは、深さσ）大きい第
２の槽２で１００ｙｎ以上であることカー好ましい。ま
た深さの小さい第１の゛槽１は５０７７１以−に１００
ｍ未満の範囲で選定−ｉ−ることか可能−ひある。

また曝気槽中の気体溶存量は深さ６０〜７０ｍで最大と
なり、従って流出導管１２の流入口は、この深さに位置
せ（２められろことが好ましく・。なｉ６．１：Ｈ１散
気用のコンプレッサである。

第２図は第１図の基本構成に基づく、より具体的な実施
例を示１″もので、第２σ）槽２への混合液の流入導管
１４の先端は槽の途中でＵ字状に立上がり、その流出口
１４１が上昇流路１０内に位置している。より詳、１ｆ
ｆｌには、流出口１４１は流出導管１２の流入口１２１
よりも上方に位置［７ている。

１５は混合槽であり、この混合槽１５で、第１の槽１か
らのオーバーフロー混合液（又は原水）と浮上槽３から
の活性汚泥とが混合せしめられ、流入導管１４乞通じて
第２の槽２に供給される。

このため混合槽１５には第１σ）槽１からのオーツく一
フロー混合液、原水及び浮上槽３からの返送汚泥をそれ
ぞれ供給し得るようになっている。なお本実施例におけ
る原水及び返送汚泥の供給系についても、第１及び第２
の槽に対してそれらを択一的に供給することができる流
路切換機構（図示せず）が付設されていることは言うま
でもない。

また、上昇流路側の散気装置１１は、流入導管１４のＵ
字状に立上がった先端部内に配設されている。

以上のような本発明の水処理装置によれば、第１の竪型
曝気槽１及び第２の竪型曝気槽２を負荷変動に対応させ
て適宜使い分けつつ水処理を行うもので、主要な使用態
様としては混合液を第１の槽１及び第２の槽２に亘って
１「１０列的に流動させる態様、及び第２の槽２のみで
混合液を循環させる使用態様がある。まず、混合液の負
荷が大きいときは、上Ｍｄ第１の槽１及び２Ｐ、２の１
’Ｊ’／　２に亘って面外的に流動させるものであり、
この場合には第１の槽１だげに被処理原水を供給し、返
送汚泥は第１及び第２の槽１及０”　２に供給しつつ処
理を行う。

このように第１及び第２の槽を旧列的に使用１−る場合
、第１の槽１では基’ｉ２ｊ旋度が高（、また第２の槽
２では基質濃度が低い代わりに浴存敵系１□；が多いた
め、装置全体として、篩い；ＭＪＵ！Ｌ分毎γ能力を得
ることができ、このため第１の４！１１が浅く構成され
ているにもかかわらず装置１′（全体で旨い処理効率を
得ることかできる。

また、混合液の負荷が小さいときには、第１の槽１□ぺ
の被処理原水及び返送汚泥への供給を停止し、第２の槽
２に対してのみこれら？供給しつつ処理を行うことがで
き、この場合には深い曝気槽２と浮上槽３との組み合せ
により、高い溶存酸素：ｕ’ｉ：と活件泥濃度の下に効
果的な処理を行うことができる。

そして以上のような操業において、密閉型のヘンドタノ
ク８及びエア抜き管１６によりヘッドタ／り８内に所だ
の背圧が生じ、この背、圧か上昇流路１０側における散
気による静水圧の：減少分を補償し、上昇流路１０側と
浮上槽３側との静水圧を、バランスさせることかできる
。

以上述べた本発明によれば、混合液の負荷変動に応じて
経済的な運転が可能であり、しかも処理能力を十分確保
しつつ第１の債を浅く構成せしめることができるので、
槽の深さに大きく依存する建設コストを従来のものに較
べ改善１−ることかで。

きるという利点があり、加えて、第２の槽体の一ツドタ
ンク内に常に一点の背圧ケ生せしめろことにより上昇流
路側での散気による静水圧の減少分を補償して静水圧を
バランスさせ、もって散気量□始時に、オ。ける混合液
の逆流的をつ１＆切に防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構Ｊ戊を示す説明図である。 第２図は第１図の基□本構賊に基づく、より具体的な実
施例乞示″１−胱明図である。 図にお；・て、１，２は竪型曝気（・、ｔ、３は浮−４
１＋′＋、ｖ、１２は流出導管、１６はエア抜き管を各
示−づ−。 特許用願人　　日本鋼管株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の竪型曝気槽、第２の竪型曝気槽及び浮上槽からな
   り、第１の竪型曝気槽を浅く、第２の竪型曝気槽を深（
   構成するとともに、該第２の竪型曝気槽のヘッドタンク
   を密閉型に構成し、かかる雨曝気槽を混合液が第１の竪
   型曝気槽上部から第２の竪型曝気槽にオーバーフローし
   得るように、直列的に接続し、前記浮上槽への流出導管
   の流入口を第２の竪型曝気槽の上昇流路の途中に位置せ
   しめ、第１の竪型曝気槽と第２の竪型曝気槽にそれぞれ
   被処理原水と浮上槽からの返送汚泥を供給する供給系を
   設け、これら供給系には第１の竪型曝気槽及び第２の竪
   型曝気槽に対して択一的に被・処理原水及び返送汚泥を
   供給し得る流路切換機構を付設し、第２の竪型曝気槽の
   ヘッド、タンクにエア抜き管を設け、該エア抜き管の先
   端部を第］の竪型曝気槽内に没入せしめてなる水処理装
   置。